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洁净室运行管理探讨(一)

2023年09月12日 14:03:16      来源:青岛清永净化设备有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:23

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一、过滤器的基本知识及其维护管理
1、过滤器的分类
按过滤器的性能(效率、阻力、容尘量)来划分,通常将其划分成粗效、中效、高中效、亚高效、高效(HEPA)和超高效(ULPA)六类过滤器。
我国国家标准《空气过滤器》GB/T 14295-93中将不同过滤器的效率和阻力规定如下:
性能类别  额定风量下的大气尘限径计数效率
E %额定风量下的初阻力(Pa
粗效   5.0μm  80 > E > 20  50
中效   1.0μm  70 > E > 20  80
高中效 1.0μm  90 > E > 70  100
亚高效 0.5μm  99.9 > E > 95 150
国家标准《高效空气过滤器》GB 13554-92中规定将高效过滤器按性能划分为ABCD四类。D类又通称为超高效过滤器(或称为0.1μm高效过滤器或超低透过率过滤器)。

性能类别    效率E %  额定风量下的初阻力(Pa
A 额定风量下的钠焰效率99.9190
B 额定风量和20%额定风量下的钠焰效率99.99220
C 额定风量和20%额定风量下的钠焰效率99.999250
D 额定风量和20%额定风量下的≥0.1μm粒子效率99.999280
2、过滤器的过滤机理
过滤机理主要有拦截(过筛)、惯性碰撞、布朗扩散和静电等。

①拦截:即过筛。大于筛孔的粒子拦截下来被过滤掉,小于筛孔漏过去。一般对大粒子有作用,效率很低,是粗效过滤器的过滤机理。
②惯性碰撞:粒子尤其较大粒子随气流流动,作无规则运动。由于粒子的惯性或某种场力作用偏离气流方向,不随气流运动,而与障碍物碰撞、粘住而被过滤掉。粒子越大,惯性越大,效率越高。一般是粗效和中效过滤器的过滤机理。
③布朗扩散:气流中的微小粒子做无规则的布朗运动,与障碍物撞击被钩留粘住,而被过滤掉。粒子越小,布朗运动越强,与障碍物撞击机会越多,效率越高。这也被称作扩散机理。这是亚高效、高效和超高效过滤器的过滤机理。且纤维直径越接近粒子径效果越好。
3、过滤器的性能
过滤器性能一般包括过滤效率E;初阻力Hc;容尘量g
过滤效率 E = 被过滤器过滤掉的(捕集的)粒子量/未过滤前空气中粒子总量×99%。
一般而言:≤0.1um粒子主要作布朗扩散运动,粒径越小,效率越高。>0.5um粒子主要作惯性碰撞运动,粒径越大,效率越高。0.1>d>0.5um之间的粒子其过滤效率有一个点,即穿透率的粒径。
②初阻力Hc:气流绕纤维运动产生微小阻力,无数微小阻力之和即滤料对空气的阻力。过滤器的阻力与气流速度有关,速度越大,阻力越大。过滤器的阻力分为初阻力(Hc)和终阻力(Hz)。初阻力(Hc)是过滤器器开始使用时额定风量下的阻力。终阻力(Hz)是过滤器更换时的阻力。一般Hz = 2×Hc
③容尘量g:过滤器到达终阻力时在滤料上所容纳的灰尘重量。
4、滤速
滤速是指空气垂直于滤料方向穿过滤料的速度。不是过滤器迎面风速。滤速越大粒子惯性力越大,对粗、中效过滤器而言效率越高,但滤速越大,过滤器对空气的阻力也越大。所以一般粗效过滤器滤速为1——2m/s,中效过滤器的滤速0.2——1m/s。滤速越大,不利于微小粒子的布朗运动,因此对高效、超高效过滤器的滤速一般控制在0.02m/s左右。
5、过滤器滤料和结构形式
粗效过滤器的滤料一般为:玻璃纤维、化纤、无纺布等其结构型式多为板式、折叠式和袋式。
中效过滤器的滤料一般为玻璃纤维、化纤、无纺布等其结构型式多为袋式、楔形折叠式。
高效过滤器的滤料主要是超细玻璃纤维滤纸。结构型式均为折叠式。有有隔板和无隔板之分。
6、过滤器的使用和更换
①过滤器的使用
粗效、中效、高中效、亚高效、高效、超高效6种过滤器各有各的用途,必须正确使用,如果使用不当,不但不会起作用而且还会产生不良甚至相反的效果。因此,设计、建造和维护管理洁净室的人员要特别注意。
粗效过滤器是作为预过滤器使用,一般是设置在空调箱内,其作用是过滤大颗粒的粒子,以保护其后的空调设备(如表冷器和加热器等)和中效以及更高级过滤器。一般粗效过滤器不能作为终端过滤器。
中效过滤器一般设在空调箱的正压段,其作用是保护亚高效、高效过滤器等终端过滤器。它除去的是≥1.0um的中小粒子。一般情况下,中效过滤器是中间过滤器,不能做预过滤器用,也不能做终端过滤器。
高效和超高效过滤器都做为净化系统的终端过滤器。一般放置在洁净室的吊顶上。高效过滤器(HEPA)是洁净室的必须的终端过滤器。而超高效过滤器是0.1um10级、1级或更高级别洁净室必须的终端过滤器。
②过滤器的更换
过滤器经过一段时间的运行,当过滤器的阻力达到其终阻力Hz时,一般情况下就要更换了,否则其性能就会下降,达不到应起的作用,甚至会影响系统的正常运行。对粗、中效过滤器而言,有一次性使用后废弃的也有可清洗后继续使用的,不过清洗后的粗、中效过滤器的阻力远比其初阻力大,效率也有所提高。亚高效、高效和超高效过滤器都是一次性的,使用后就废弃的。
二、洁净室的发尘源和洁净室的清扫
1、洁净室的发尘源
对于洁净室的尘源,除了来自室外大气的尘粒和进入洁净室的人和物携带的灰尘之外,洁净室内的发尘源主要来自于洁净室内操作人员,洁净室的围护和洁净室内生产工艺设备和生产过程的产尘。
①洁净室内作业人员的产尘。作业人员的产尘与所穿的洁净工作服的材料、型式、着装情况和作业人员本身的动作有关。因此,洁净室内的作业人员必须穿规定的工作服而且动作也要受到一定的限制。通常情况下,一般电子装配工艺穿全身型洁净工作服轻微动作时,人员的产尘量为3.5 —— 5.0×105/人•分(≥0.5?m)。是洁净室内的最主要的发尘源。
②洁净室围护和室内表面的产尘。随着洁净室装修材料的发展,耐磨、抗静电、少产尘的材料出现,洁净室内建筑产尘量越来越小。一般认为洁净室单位建筑面积产尘为3 —— 5.0×104 /m2•分。可见10平方米建筑产尘只相当一个作业人员的产尘量。
③生产设备和生产过程的产尘:这一产尘量与设备和生产过程本身有直接关系。不同设备、不同生产工艺的产尘量差别极大。在日本的资料介绍,一台电动机的产尘量大约为4.5 —— 45×104/台•分。
2、洁净室的清扫
①人工擦拭法:即人用洁净室专用擦布和纯水对洁净室的地、墙、顶以及家具和设备表面进行擦拭。这种清扫方法较为。
②分散式真空吸尘法:一般此方法只适用于低级别(1000级、10000级、100,000级)乱流洁净室。方法简单、灵活、方便,每天下班后均可采用此方法清扫。但由于移动式真空吸尘器内的圆筒形高效过滤器的效率比较低(≥99.5%,≥0.5um),因此不适用在高级别的洁净室。一般情况500m2洁净室可设两台吸尘器,每增加500m2增加一台,最多不超过10台。
③集中式真空吸尘法:集中式真空吸尘是一个由吸尘口、管网、集中吸尘泵、除尘器组成的系统。吸尘泵和除尘器设在专门的机房内,因噪声极大,机房不但要远离厂房和办公区,而且还要适当地作隔声消声处理。吸尘泵应有备用不应少于2台。集中式真空吸尘不会影响室内的洁净度,因此,集中式真空吸尘方法多用在级别较高(100级、10级、1级),面积较大的洁净室中。

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